Propriedades físicas

As propriedades físicas de um fertilizante são determinadas pela sua composição química e a forma como é produzido. As propriedades mais importantes do produto para manuseio, armazenamento e aplicação são: 

• Higroscopicidade
• Empedramento 
• Formato e distribuição do tamanho da partícula 
• Força da partícula e resistência mecânica 
• Tendência a gerar poeira e partículas finas 
• Densidade aparente 
• Compatibilidade (química e física)

Higroscopicidade

O ar contém umidade em forma de vapor d'água e, portanto, exerce uma pressão de vapor d'água (p H₂O) que é determinada pela umidade e pela temperatura. O ar quente pode conter mais água do que ar frio. O teor de água é expresso pela umidade relativa (UR).

Quando o ar está saturado de vapor d'água, a umidade relativa é de 100%, e 50 % se a metade estiver saturada. O vapor d'água irá se mover da pressão de alta para baixa. 

A 30°C, o ar pode conter 30,4 g de água por m³ (UR 100 %). A pressão do vapor d'água do ar varia com a umidade e a temperatura do ar.

Todos os fertilizantes são mais ou menos higroscópicos, o que significa que começam a absorver umidade a uma umidade específica ou a uma certa pressão de vapor d'água. Alguns fertilizantes muito higroscópicos atraem umidade com mais facilidade e a uma umidade mais baixa que outros. A absorção de água ocorre se a pressão do vapor d'água do ar exceder a pressão do vapor d'água do fertilizante.

A absorção de umidade durante o armazenamento e o manuseio irá reduzir a qualidade física. Ao conhecer a temperatura e a umidade do ar e a temperatura de superfície do fertilizante, pode-se determinar se a absorção de água irá ocorrer ou não. 

Normalmente, a curva de absorção de água sobe lentamente a uma baixa umidade (conforme ilustrado), mas a um certo patamar ou uma faixa de umidade, ela começa a aumentar vertiginosamente. Essa umidade é chamada de umidade crítica do fertilizante. A umidade crítica cai quando a temperatura aumenta. 

Uma absorção significativa de água possui consequências indesejáveis para produtos fertilizantes:

• As partículas ficam, aos poucos, moles e pegajosas 
• O volume das partículas aumenta 
• As partículas começam a rachar 
• Branqueamento, mudança de cor 
• Diminuição da dureza da partícula 
• Aumento da tendência ao empedramento 
• A formação de poeira e partículas finas aumenta 
• O piso do depósito fica úmido e escorregadio 
• O nitrato de amônio estabilizado perde termoestabilidade 
• A qualidade da distribuição no campo pode ser comprometida 
• Entupimento de equipamento 
• Aumento da desconformidade às especificações

Uma combinação de dois componentes pode ser mais higroscópica do que os componentes por si sós, como pode ser visto no gráfico.

Empedramento

A maioria dos fertilizantes tende a compactar ou empedrar durante o armazenamento. Esse empedramento ocorre devido à formação de fortes pontes cristalinas e forças adesivas entre os grânulos. Vários mecanismos podem estar envolvidos; aqueles de maior importância parecem ser:

• Reações químicas no produto final
• Dissolução e recristalização de sais fertilizantes na superfície da partícula
• Forças adesivas e capilares entre superfícies

O empedramento é afetado por vários fatores:  

• Umidade do ar 
• Temperatura e pressão ambiente 
• Teor de umidade do produto 
• Dureza e formato da partícula 
• Composição química 
• Tempo de armazenamento 

A tendência de empedramento permanece baixa se esses parâmetros forem controlados. Além disso, a aplicação de um agente anti-empedrante adequado geralmente é necessária. Há pequenas tendências ao empedramento no nitrato de cálcio, mas é um fenômeno muito importante em NPKs, NA e Ureia. O recobrimento de fertilizantes diminui a taxa de absorção de água dos produtos.

Formato e distribuição do tamanho da partícula

Os grânulos de fertilizante possuem uma superfície lisa e brilhosa, ao passo que a superfície dos grânulos podem variar bastante; normalmente, os grânulos são mais ásperos e irregulares que partículas peroladas (prills). A cor da superfície da partícula pode variar de acordo com as matérias-primas usadas no processo ou devido aos pigmentos minerais ou orgânicos acrescentados para colorir as partículas. 

A distribuição do tamanho da partícula é importante para as propriedades de distribuição no campo e as tendências de segregação. É especialmente importante se o componente está em distribuido de forma homogênea no armazenamento a granel.

Dureza da partícula e resistência mecânica

A resistência ao esmagamento de partículas de fertilizante difere bastante conforme a composição química. A resistência ao esmagamento (dureza) medida para vários tipos de fertilizante é ilustrada na tabela. A absorção de água possui efeitos negativos sobre a maioria dos fertilizantes. As partículas podem ficar pegajosas e tendem a se desintegrar. Perdem a dureza.

A resistência mecânica é a capacidade do fertilizante de resistir às pressões impostas a eles na cadeia de transporte. A resistência mecânica depende da estrutura de superfície e da resistência da partícula.

Formação de poeira

Grandes quantidades de poeira de fertilizante podem causar desconforto no local de trabalho. Portanto, na maioria dos países, a emissão de poeira nas operações de manuseio é restringida por lei. Poeira e partículas finas normalmente surgem durante o manuseio, a partir de:

- Absorção de água; 
- Fraqueza da estrutura de superfície e baixa resistência da partícula; 
- Baixa resistência mecânica; 
- Pressões mecânicas na cadeia de transporte; 
- Desgaste por equipamento (raspadeiras, transportadores helicoidais tipo rosca-sem-fim, etc).

Veja também como evitar a formação de poeira.

Densidade aparente

A densidade aparente ou o peso por volume (kg/m₃) variam entre os tipos de fertilizante. As variações na distribuição de partículas causadas pela segregação irão influenciar a densidade aparente. Para o espalhamento mecânico (distribuição), é importante que as variações dentro de um produto específico sejam mínimas.

Compatibilidade química e física

A compatibilidade está relacionada principalmente à mistura de diferentes fertilizantes, contaminação cruzada e outros problemas de segurança e/ou qualidade, por exemplo, empedramento, enfraquecimento (perda de dureza), formação de poeira e perda de resistência à decomposição térmica no caso do nitrato de amônio.